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住宅用太陽光パワーコンディショナの開発・実用化

 従来のパワーコンディショナにはSi(ケイ素)半導体素子を使用していた。高効率化のため、コンバータ部に低損失のSiC(炭化ケイ素)半導体素子を採用した。一方、インバータ部には、部位別にスイッチング周波数が異なる周波数混合スイッチング制御法を開発し、半導体素子のスイッチング回数を従来の4 分の1 に減らした。この結果、コンバータ部とインバータ部の損失を低減し、パワーコンディショナの定格時の変換効率は、出力4kW、5.5kW の2 機種ともに業界トップクラスの96%を達成できた。
 さらに、隣接住宅や障害物により太陽電池の一部に影がかかると、複数の電力ピーク点が生じ、従来のMPPT(Maximum Power Point Tracking)制御では十分に電力を取り出せない課題があった。そこで、複数の電力ピーク点が生じても適切なタイミングで瞬時に最大電力点を探索できるHi-MPPT制御を開発し、太陽電池で発電した電力を無駄なく取り出すことを可能にした。本開発品は、高い変換効率と共に、太陽電池で発電した電力を無駄なく取り出すHi-MPPT 制御を行い、太陽光発電システム全体の効率を向上する画期的な製品である。

 本研究の成果に対して、電気学会は、2014年、大久保 敏一 (株式会社日立製作所)、内山 利之 (日立アプライアンス株式会社)、仁木 亨 (日立アプライアンス株式会社)に進歩賞を贈った。

文献

[1] 富田隆、臼井悟、叶田玲彦、「新開発の高効率変換パワーコンディショナーを採用した住宅用太陽光発電システム」、日立評論、2013.1、p. 129, p. 145、 2013.
[2] 日立 住宅用太陽光発電システム 総合カタログ、( 2013 年5 月 ).

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キーワード

太陽光発電システム、パワーコンディショナ、スイッチング制御
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